無人機(jī)仿真—PX4編譯，gazebo仿真及簡單off board控制模式下無人機(jī)起飛

前言

• 在上篇記錄中，已經(jīng)對(duì)整體的PX4仿真環(huán)境有了一定的了解，現(xiàn)如今就要開始對(duì)無人機(jī)進(jìn)行起飛等仿真環(huán)境工作，在整體虛擬環(huán)境中如果程序能夠安穩(wěn)起飛降落，即可對(duì)無人機(jī)進(jìn)行實(shí)飛操作。
• 需要做的是，通過PX4官網(wǎng)提供的基本程序包，在ROS工作空間下新建程序包對(duì)其進(jìn)行運(yùn)行，再打開仿真環(huán)境即可

PX4編譯

• cd /Firmware  #進(jìn)入PX4文件夾內(nèi)
  make px4_sitl_default gazebo  # 編譯固件并加載仿真環(huán)境
  

• 如果想進(jìn)行自動(dòng)起飛，可運(yùn)行以下命令

  • commander takeoff
    

利用ROS啟動(dòng)仿真環(huán)境（正式）

• 老規(guī)矩先加載ROS，運(yùn)行命令

  • roscore
    
    

• 

  • 出現(xiàn)紅色警告，說明ROS本地緩存大于1GB，可以忽視，如果需要清理可以使用

    • rosclean purge
      

• 在PX4文件夾內(nèi)用mavros連接到本地ros，運(yùn)行以下命令打開gazebo仿真環(huán)境

  • roslaunch px4 mavros_posix_sitl.launch
    

  編寫外部程序包

  首先需要在ROS工作空間下，在src目錄下新建功能包

  cd ~/catkin_ws/src
  catkin_create_pkg offboard roscpp mavros geometry_msgs
  //catkin_create_pkg 是ROS命令，新建一個(gè)功能包
  //offboard 功能包名字
  //roscpp mavros geometry_msgs功能包依賴
  //命令格式catkin_create_pkg <package_name> [depend1] [depend2] [depend3]
  

  在offboard功能包src目錄下新建cpp文件，將外部程序控制文件寫入保存

  • 新建cpp文件

  • touch offboard_node.cpp 
    

    

  • 將以下程序?qū)懭氲絚pp文件，此程序參考的是PX4官網(wǎng)給出的例程。

  • /**
     * @file offb_node.cpp
     * @brief Offboard control example node, written with MAVROS version 0.19.x, PX4 Pro Flight
     * Stack and tested in Gazebo SITL
     */
    
    #include <ros/ros.h>
    #include <geometry_msgs/PoseStamped.h>
    #include <mavros_msgs/CommandBool.h>
    #include <mavros_msgs/SetMode.h>
    #include <mavros_msgs/State.h>
    
    mavros_msgs::State current_state;
    void state_cb(const mavros_msgs::State::ConstPtr& msg){
        current_state = *msg;
    }
    
    int main(int argc, char **argv)
    {
        ros::init(argc, argv, "offb_node");
        ros::NodeHandle nh;
    
        //訂閱mavros狀態(tài)
        ros::Subscriber state_sub = nh.subscribe<mavros_msgs::State>
                ("mavros/state", 10, state_cb);
        //發(fā)布無人機(jī)位姿信息
        ros::Publisher local_pos_pub = nh.advertise<geometry_msgs::PoseStamped>
                ("mavros/setpoint_position/local", 10);
        //定義起飛服務(wù)客戶端（起飛，降落）
        ros::ServiceClient arming_client = nh.serviceClient<mavros_msgs::CommandBool>
                ("mavros/cmd/arming");
        //定義設(shè)置模式服務(wù)客戶端（設(shè)置offboard模式）
        ros::ServiceClient set_mode_client = nh.serviceClient<mavros_msgs::SetMode>
                ("mavros/set_mode");
    
        //the setpoint publishing rate MUST be faster than 2Hz
        ros::Rate rate(20.0);
    
        // wait for FCU connection
        while(ros::ok() && !current_state.connected){
            ros::spinOnce();
            rate.sleep();
        }
    
        geometry_msgs::PoseStamped pose;
        pose.pose.position.x = 0;
        pose.pose.position.y = 0;
        pose.pose.position.z = 10;
    
        //send a few setpoints before starting
        for(int i = 100; ros::ok() && i > 0; --i){
            local_pos_pub.publish(pose);
            ros::spinOnce();
            rate.sleep();
        }
    
        mavros_msgs::SetMode offb_set_mode;
        offb_set_mode.request.custom_mode = "OFFBOARD";
    
        mavros_msgs::CommandBool arm_cmd;
        arm_cmd.request.value = true;
    
        ros::Time last_request = ros::Time::now();
    
        while(ros::ok()){
            if( current_state.mode != "OFFBOARD" &&
                (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0))){
                if( set_mode_client.call(offb_set_mode) &&
                    offb_set_mode.response.mode_sent){
                    ROS_INFO("Offboard enabled");
                }
                last_request = ros::Time::now();
            } else {
                if( !current_state.armed &&
                    (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0))){
                    if( arming_client.call(arm_cmd) &&
                        arm_cmd.response.success){
                        ROS_INFO("Vehicle armed");
                    }
                    last_request = ros::Time::now();
                }
            }
    
            local_pos_pub.publish(pose);
    
            ros::spinOnce();
            rate.sleep();
        }
    
        return 0;
    }
    
    

  • 在offboard目錄下找到Cmakelists.txt文件，并設(shè)置程序運(yùn)行節(jié)點(diǎn)，不然rosrun命令無法找到該節(jié)點(diǎn)，從而報(bào)錯(cuò)

  • 

  • 輸入以下除藍(lán)色字體的命令 - 編輯好后即可進(jìn)行編譯

編譯

• 進(jìn)入到catkin_ws目錄下，運(yùn)行終端

• cd /catkin_ws
  catkin_make
  
  

• 如上圖顯示編譯成功

• 運(yùn)行程序包

• rosrun offboard offboard_node
  
  

  

• 無人機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)起飛10米高，程序運(yùn)行成功。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-770229.html

小結(jié)

• 之所以要記錄本次的過程，是因?yàn)樽约簩?duì)ROS工作模式的進(jìn)一步了解，當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)這篇前需要去了解一下ROS語法，這里推薦古月居博主，可以在B站和csdn上都可以搜到。
• 踩坑總結(jié)：
  • 在已經(jīng) 建立工作空間的情況下，如果需要新建程序包，不要在工作空間目錄（catkin_ws）下新建，而是要了解ros環(huán)境后在src目錄下使用命令新建程序包，不然編譯就會(huì)出錯(cuò)
  • 運(yùn)行程序包的命令，不需要添加文件后綴名
  • 之所以會(huì)產(chǎn)生各種錯(cuò)誤，是基于自己并不了解ros的工作模式和原理，實(shí)際上，只要自己有了經(jīng)驗(yàn)，有了教訓(xùn)，下一次的建立會(huì)相比較第一次都會(huì)順手很多。
  • 錯(cuò)誤的不斷產(chǎn)生讓我一度以為自己的ros環(huán)境產(chǎn)生了懷疑，認(rèn)為自己的環(huán)境搭建出錯(cuò)，但一切的根源就是自己的工作路徑添加錯(cuò)誤，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的錯(cuò)誤需要自己一點(diǎn)點(diǎn)去啃。
  • 因?yàn)镽OS系統(tǒng)產(chǎn)生錯(cuò)誤顯示的是英文，對(duì)于一些不常見的錯(cuò)誤，可以利用有道詞典的劃詞功能，對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行翻譯，只有自己真正了解到這個(gè)錯(cuò)誤，最終才能夠有根據(jù)的去尋求答案。
• 最后送句話給自己吧。“海壓竹枝低復(fù)舉，風(fēng)吹山角晦還明”

到了這里，關(guān)于無人機(jī)仿真—PX4編譯，gazebo仿真及簡單off board控制模式下無人機(jī)起飛的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！